James impiegato Maxwell invenzione. La biografia di James Maxwell

James Clerk Maxwell (1831-79) - Fisico inglese, creatore dell'elettrodinamica classica, uno dei fondatori della fisica statistica, organizzatore e primo direttore (dal 1871) del Laboratorio Cavendish, predisse l'esistenza delle onde elettromagnetiche, avanzò l'idea della natura elettromagnetica della luce, stabilì la prima legge statistica - la legge di distribuzione della velocità molecolare, dal suo nome.

Sviluppando le idee di Michael Faraday, creò la teoria del campo elettromagnetico (equazioni di Maxwell); introdusse il concetto di corrente di spostamento, predisse l'esistenza di onde elettromagnetiche, avanzò l'idea della natura elettromagnetica della luce. Stabilito una distribuzione statistica che porta il suo nome. Ha studiato la viscosità, la diffusione e la conduttività termica dei gas. Maxwell dimostrò che gli anelli di Saturno sono costituiti da corpi individuali... Si occupa di visione dei colori e colorimetria (disco di Maxwell), ottica (effetto di Maxwell), teoria dell'elasticità (teorema di Maxwell, diagramma di Maxwell-Cremona), termodinamica, storia della fisica, ecc.

Una famiglia. Anni di studio

James Maxwell nacque il 13 giugno 1831 a Edimburgo. Era l'unico figlio di un nobile scozzese e avvocato John Clerk, che, avendo ereditato la tenuta della moglie di un parente, nata Maxwell, aggiunse quel nome al suo cognome. Dopo la nascita del figlio, la famiglia si trasferì nel sud della Scozia, nella propria tenuta di Glenlair ("Shelter in the Valley"), dove il ragazzo trascorse la sua infanzia.

Nel 1841 suo padre mandò James in una scuola chiamata l'Accademia di Edimburgo. Qui, all'età di 15 anni, Maxwell scrisse il suo primo articolo scientifico "Sul disegno degli ovali". Nel 1847 entrò all'Università di Edimburgo, dove studiò per tre anni, e nel 1850 si trasferì all'Università di Cambridge, dove si laureò nel 1854. A quel tempo James Maxwell era un matematico di prima classe con una fisica superbamente intuitiva.

Creazione del Laboratorio Cavendish. Lavoro di insegnamento

Dopo la laurea, James Maxwell è rimasto a Cambridge per lavorare come insegnante. Nel 1856 fu promosso professore al Marishal College dell'Università di Aberdeen (Scozia). Nel 1860 fu eletto membro del London Società Reale... Nello stesso anno si trasferì a Londra, accettando un'offerta per assumere l'incarico di capo del Dipartimento di Fisica al King's College, Università di Londra, dove lavorò fino al 1865.

Tornato nel 1871 all'Università di Cambridge, Maxwell organizzò e diresse il primo laboratorio appositamente attrezzato in Gran Bretagna per esperimenti fisici, noto come Cavendish Laboratory (dal nome dello scienziato inglese Henry Cavendish). L'istituzione di questo laboratorio, che a cavallo tra il XIX e il XX secolo. divenne uno dei più grandi centri della scienza mondiale, Maxwell dedicò l'anno scorso Propria vita.

In generale, sono noti pochi fatti della vita di Maxwell. Timido, modesto, si sforzava di vivere in solitudine e non teneva diari. James Maxwell si sposò nel 1858, ma la vita familiare, a quanto pare, si è rivelato senza successo, ha esacerbato la sua asocialità, lo ha alienato dai suoi ex amici. Si ipotizza che molti materiali importanti sulla vita di Maxwell siano andati persi nell'incendio del 1929 nella sua casa di Glenlair, 50 anni dopo la sua morte. Morì di cancro all'età di 48 anni.

Attività scientifica

L'ambito insolitamente ampio degli interessi scientifici di Maxwell copriva la teoria dei fenomeni elettromagnetici, la teoria cinetica dei gas, l'ottica, la teoria dell'elasticità e molto altro. Uno dei suoi primi lavori fu la ricerca sulla fisiologia e fisica della visione dei colori e della colorimetria, iniziata nel 1852. Nel 1861, James Maxwell ottenne per la prima volta un'immagine a colori proiettando simultaneamente trasparenze rosse, verdi e blu su uno schermo. Ciò ha dimostrato la validità della teoria della visione a tre componenti e ha delineato i modi per creare la fotografia a colori. Nei lavori 1857-59 Maxwell indagò teoricamente la stabilità degli anelli di Saturno e mostrò che gli anelli di Saturno possono essere stabili solo se sono costituiti da particelle (corpi) non connesse.

Nel 1855, D. Maxwell iniziò un ciclo delle sue opere principali sull'elettrodinamica. Furono pubblicati gli articoli "Sulle linee di forza di Faraday" (1855-56), "Sulle linee di forza fisiche" (1861-62), "Teoria dinamica del campo elettromagnetico" (1869). La ricerca è stata completata dalla pubblicazione di una monografia in due volumi "A Treatise on Electricity and Magnetism" (1873).

Creazione della teoria del campo elettromagnetico

Quando James Maxwell iniziò le ricerche sui fenomeni elettrici e magnetici nel 1855, molti di essi erano già stati ben studiati: in particolare furono stabilite le leggi di interazione delle cariche elettriche stazionarie (legge di Coulomb) e delle correnti (legge di Ampere); è dimostrato che le interazioni magnetiche sono interazioni di cariche elettriche in movimento. La maggior parte degli scienziati di quel tempo credeva che l'interazione si trasmettesse istantaneamente, direttamente attraverso il vuoto (la teoria dell'azione a distanza).

Una svolta decisiva alla teoria dell'azione a corto raggio fu fatta da Michael Faraday negli anni '30. 19esimo secolo Secondo le idee di Faraday, una carica elettrica crea un campo elettrico nello spazio circostante. Il campo di una carica agisce su un'altra e viceversa. L'interazione delle correnti avviene per mezzo di un campo magnetico. Faraday descrisse la distribuzione dei campi elettrici e magnetici nello spazio con l'aiuto di linee di forza, che, a suo avviso, assomigliano a normali linee elastiche in un ipotetico mezzo: l'etere mondiale.

Maxwell ha abbracciato pienamente le idee di Faraday sull'esistenza di un campo elettromagnetico, cioè sulla realtà dei processi nello spazio vicino a cariche e correnti. Credeva che il corpo non potesse agire dove non è.

La prima cosa D.K. Maxwell - ha dato alle idee di Faraday una forma matematica rigorosa che è così necessaria in fisica. Si è scoperto che con l'introduzione del concetto di campo, le leggi di Coulomb e Ampere hanno iniziato a essere espresse in modo più completo, profondo e con grazia. Nel fenomeno dell'induzione elettromagnetica, Maxwell vide una nuova proprietà dei campi: un campo magnetico alternato genera nello spazio vuoto un campo elettrico con linee di forza chiuse (il cosiddetto campo elettrico a vortice).

Il prossimo e ultimo passo nella scoperta delle proprietà di base del campo elettromagnetico fu compiuto da Maxwell senza alcun supporto sperimentale. Ha fatto una brillante ipotesi che un campo elettrico alternato genera un campo magnetico, come una normale corrente elettrica (l'ipotesi di una corrente di spostamento). Nel 1869 tutte le leggi fondamentali che governano il comportamento del campo elettromagnetico furono stabilite e formulate sotto forma di un sistema di quattro equazioni, chiamate equazioni di Maxwell.

Le equazioni di Maxwell sono le equazioni di base dell'elettrodinamica macroscopica classica che descrivono i fenomeni elettromagnetici in mezzi arbitrari e nel vuoto. Le equazioni di Maxwell sono state ottenute da J.C. Maxwell negli anni '60. 19esimo secolo come risultato della generalizzazione delle leggi dei fenomeni elettrici e magnetici trovati dall'esperienza.

Dalle equazioni di Maxwell seguì una conclusione fondamentale: la velocità finita di propagazione delle interazioni elettromagnetiche. Questa è la cosa principale che distingue la teoria dell'azione a corto raggio dalla teoria dell'azione a lungo raggio. La velocità si è rivelata uguale alla velocità della luce nel vuoto: 300.000 km / s. Da ciò Maxwell concluse che la luce è una forma di onde elettromagnetiche.

Lavori sulla teoria cinetica molecolare dei gas

Il ruolo di James Maxwell nello sviluppo e nell'istituzione della teoria cinetica molecolare (il nome moderno è meccanica statistica) è estremamente importante. Maxwell fu il primo ad affermare la natura statistica delle leggi della natura. Nel 1866 scoprì la prima legge statistica - la legge della distribuzione della velocità molecolare (distribuzione di Maxwell). Inoltre, ha calcolato i valori della viscosità dei gas in funzione delle velocità e del percorso libero medio delle molecole, derivando una serie di relazioni della termodinamica.

La distribuzione di Maxwell è la distribuzione di velocità delle molecole del sistema nello stato di equilibrio termodinamico (a condizione che il moto traslatorio delle molecole sia descritto dalle leggi della meccanica classica). Fondata da J.C. Maxwell nel 1859.

Maxwell è stato un brillante divulgatore della scienza. Scrisse numerosi articoli per l'Enciclopedia Britannica e libri popolari: The Theory of Heat (1870), Matter and Motion (1873), Elementary Electricity (1881), che furono tradotti in russo; ha tenuto conferenze e relazioni su argomenti di fisica per un vasto pubblico. Maxwell si interessò anche molto alla storia della scienza. Nel 1879 pubblicò le opere di G. Cavendish sull'elettricità, corredandole di ampi commenti.

Valutazione del lavoro di Maxwell

Le opere dello scienziato non furono apprezzate dai suoi contemporanei. Le idee sull'esistenza di un campo elettromagnetico sembravano arbitrarie e infruttuose. Solo dopo che Heinrich Hertz nel 1886-89 dimostrò sperimentalmente l'esistenza delle onde elettromagnetiche previste da Maxwell, la sua teoria ottenne l'accettazione universale. È successo dieci anni dopo la morte di Maxwell.

Dopo la conferma sperimentale della realtà del campo elettromagnetico, è stata fatta una fondamentale scoperta scientifica: ci sono diversi tipi materia, e ciascuno di essi ha le sue leggi che non sono riducibili alle leggi della meccanica newtoniana. Tuttavia, lo stesso Maxwell ne era appena consapevole e in un primo momento cercò di costruire modelli meccanici di fenomeni elettromagnetici.

Il fisico americano Richard Feynman ha parlato in modo eccellente del ruolo di Maxwell nello sviluppo della scienza: “Nella storia dell'umanità (se la si guarda, diciamo, diecimila anni dopo), l'evento più significativo del XIX secolo sarà senza dubbio la scoperta di Maxwell delle leggi dell'elettrodinamica. Sullo sfondo di questo importante scoperta scientifica la guerra civile americana nello stesso decennio sembrerà un incidente provinciale".

James Maxwell è morto 5 novembre 1879, Cambridge. Non è sepolto nella tomba dei grandi uomini d'Inghilterra - l'Abbazia di Westminster - ma in una tomba modesta accanto alla sua amata chiesa in un villaggio scozzese, non lontano dalla tenuta di famiglia.

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Biografia

Nato nella famiglia di un nobile scozzese da una nobile famiglia di Clerks.

Studiò prima all'Accademia di Edimburgo, all'Università di Edimburgo (1847-1850), poi all'Università di Cambridge (1850-1854) (Peterhouse e Trinity College).

Attività scientifica

Maxwell completò il suo primo lavoro scientifico mentre era ancora a scuola, trovando un modo semplice per disegnare figure ovali. Questo lavoro è stato segnalato in una riunione della Royal Society e persino pubblicato nei suoi Proceedings. Durante il suo mandato come membro del consiglio del Trinity College, ha sperimentato la teoria del colore, servendo come successore della teoria di Jung e della teoria dei tre colori primari di Helmholtz. Negli esperimenti sulla miscelazione dei colori, Maxwell ha utilizzato un piano speciale, il cui disco era diviso in settori dipinti in diversi colori (il disco di Maxwell). Con la rapida rotazione della parte superiore, i colori si fondevano: se il disco veniva dipinto nello stesso modo in cui si trovavano i colori dello spettro, appariva bianco; se una metà era dipinta di rosso e l'altra metà di giallo, appariva arancione; mescolando blu e giallo dava l'impressione del verde. Nel 1860, Maxwell ricevette la Medaglia Rumford per il suo lavoro sulla percezione del colore e sull'ottica.

Uno dei primi lavori di Maxwell fu la sua teoria cinetica dei gas. Nel 1859, lo scienziato parlò a una riunione della British Association con un rapporto in cui dava la distribuzione della velocità delle molecole (distribuzione di Maxwell). Maxwell sviluppò le idee del suo predecessore nello sviluppo della teoria cinetica dei gas di R. Clausius, che introdusse il concetto di "percorso libero medio". Maxwell è partito dall'idea di un gas come un insieme di molte sfere idealmente elastiche, che si muovono caoticamente in uno spazio chiuso. Le sfere (molecole) possono essere divise in gruppi in base alle loro velocità, mentre nello stato stazionario il numero di molecole in ciascun gruppo rimane costante, sebbene possano lasciare i gruppi ed entrarvi. Da questa considerazione ne segue che "le particelle si distribuiscono in velocità secondo la stessa legge secondo la quale si distribuiscono gli errori di osservazione nella teoria del metodo dei minimi quadrati, cioè secondo la statistica gaussiana". Nell'ambito della sua teoria, Maxwell ha spiegato la legge di Avogadro, la diffusione, la conduttività termica, l'attrito interno (teoria del trasferimento). Nel 1867 mostrò la natura statistica della seconda legge della termodinamica ("il demone di Maxwell").

Nel 1831, anno della nascita di Maxwell, M. Faraday condusse esperimenti classici che lo portarono alla scoperta dell'induzione elettromagnetica. Maxwell iniziò a studiare l'elettricità e il magnetismo circa 20 anni dopo, quando c'erano due punti di vista sulla natura degli effetti elettrici e magnetici. Scienziati come A. M. Ampere e F. Neumann hanno aderito al concetto di azione a lungo raggio, considerando le forze elettromagnetiche come un analogo dell'attrazione gravitazionale tra due masse. Faraday era un aderente all'idea di linee di forza che collegano cariche elettriche positive e negative, o i poli nord e sud di un magnete. Le linee di forza riempiono l'intero spazio circostante (campo, nella terminologia di Faraday) e provocano interazioni elettriche e magnetiche. Seguendo Faraday, Maxwell sviluppò un modello idrodinamico delle linee di forza ed espresse le allora ben note relazioni dell'elettrodinamica in un linguaggio matematico corrispondente ai modelli meccanici di Faraday. I principali risultati di questo studio si riflettono nel lavoro "Linee di forza di Faraday" ( Le linee di forza di Faraday, 1857). Nel 1860-1865 Maxwell creò la teoria del campo elettromagnetico, che formulò sotto forma di un sistema di equazioni (equazioni di Maxwell) che descriveva le leggi fondamentali dei fenomeni elettromagnetici: la prima equazione esprimeva l'induzione elettromagnetica di Faraday; 2° - induzione magnetoelettrica, scoperta da Maxwell e basata sul concetto di correnti di spostamento; 3° - la legge di conservazione della quantità di elettricità; 4° - la natura vorticosa del campo magnetico.

Continuando a sviluppare queste idee, Maxwell arrivò alla conclusione che qualsiasi cambiamento nei campi elettrico e magnetico deve causare cambiamenti nelle linee di forza che penetrano nello spazio circostante, cioè devono esserci impulsi (o onde) che si propagano nel mezzo. La velocità di propagazione di queste onde (disturbo elettromagnetico) dipende dalla permeabilità dielettrica e magnetica del mezzo ed è pari al rapporto tra l'unità elettromagnetica e l'unità elettrostatica. Secondo Maxwell e altri ricercatori, questo rapporto è 3,4 * 10 10 cm / s, che è vicino alla velocità della luce misurata sette anni prima dal fisico francese A. Fizeau. Nell'ottobre 1861 Maxwell informò Faraday della sua scoperta: la luce è un disturbo elettromagnetico che si propaga in un mezzo non conduttore, cioè una specie di onde elettromagnetiche. Questa fase finale della ricerca è delineata nel lavoro di Maxwell The Dynamic Theory of the Electromagnetic Field (Treatise on Electricity and Magnetism, 1864), e il risultato del suo lavoro sull'elettrodinamica è stato riassunto dal famoso Treatise on Electricity and Magnetism (1873).

Altri successi e invenzioni

Bibliografia

Note (modifica)

Letteratura

Saggi

Maxwell J.K. Teoria del calore. SPb., 1888.
Maxwell J.K. Discorsi e articoli. M. – L.: 1940.
Opere selezionate di Maxwell JK sulla teoria dei campi elettromagnetici. Mosca: Ed. Accademia delle Scienze dell'URSS, 1954.
Trattato di elettricità e magnetismo di Maxwell J.K. In 2 volumi. Mosca: Nauka, 1989.Vol. 1.Vol. 2.

Link

John J. O'Connor e Edmund F. Robertson. Maxwell, James Clerk nell'archivio MacTutor

Fondazione Wikimedia. 2010.

Guarda cos'è "James Maxwell" in altri dizionari:

James Clerk Maxwell Data di nascita: 13 giugno 1831 Luogo di nascita: Edimburgo, Scozia Data di morte: 5 novembre 1879 Luogo di morte ... Wikipedia

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Maxwell, James Clerk- James Impiegato Maxwell. MAXWELL James Clerk (1831 79), fisico inglese, creatore dell'elettrodinamica classica, uno dei fondatori della fisica statistica. Ha creato la teoria del campo elettromagnetico (equazioni di Maxwell), descrivendo ... ... Dizionario enciclopedico illustrato

"Non c'è sforzo più naturale dell'impegno per la conoscenza." - M. Montaigne

MAXWELL, James Impiegato (1831 - 1879)- un eccezionale fisico inglese. La sua ricerca più notevole riguarda la teoria cinetica dei gas e dell'elettricità; è il creatore della teoria del campo elettromagnetico e della teoria elettromagnetica della luce.

Secondo un sondaggio condotto tra gli scienziati dalla rivista Physicist World, il fisico James Clerk Maxwell è entrato tra i primi tre nominati: Maxwell, Newton, Einstein.

Il suo passione per la ricerca e l'acquisizione di nuove conoscenze era infinita. Fin dalla sua giovinezza, Maxwell ha deciso di dedicarsi alla fisica. Il suo mentore Hopkins ha scritto: “Questa è stata la persona più straordinaria che abbia mai visto.

Era organicamente incapace di pensare erroneamente alla fisica. L'ho cresciuto come un grande genio, con tutta la sua eccentricità e la profezia che un giorno brillerà in fisica, una profezia di cui erano convinti i suoi compagni".

Una volta, durante un esame per studenti laureati, il professore si è posto l'obiettivo di eliminare il maggior numero possibile di studenti e ha assegnato compiti irrisolvibili, a suo parere. Tuttavia, Maxwell ha affrontato un compito del genere!

Così Maxwell scoprì il famoso distribuzione della velocità delle molecole nel gas, in seguito prese il suo nome (distribuzione di Maxwell), anche durante i suoi studi.

Nel 1871 Maxwell divenne professore all'Università di Cambridge.

Nel 1873 Maxwell scrive un fondamentale in due volumi "Trattato sull'elettricità e il magnetismo", in cui viene formulata la famosa teoria maxwelliana del campo elettromagnetico.

Maxwell è stato in grado di esprimere le leggi del campo elettromagnetico sotto forma di un sistema di 4 equazioni differenziali alle derivate parziali ( equazioni di Maxwell), da cui l'esistenza delle onde elettromagnetiche seguì la teoria dell'elettromagnetismo di Maxwell ricevette conferma sperimentale e divenne la base classica generalmente riconosciuta della fisica moderna.

Numerosi i suoi hobby in altri rami della fisica furono anche molto fruttuosi: inventò il piano, la cui superficie, dipinta in diversi colori, quando ruotava, formava le combinazioni più inaspettate. Quando si spostava il rosso e il giallo, il colore era arancione, blu e giallo - verde, quando tutti i colori dello spettro erano mescolati, si è scoperto Colore bianco- l'azione opposta all'azione del prisma - "Disco di Maxwell"; ha trovato un paradosso termodinamico che ha perseguitato i fisici per molti anni: il "diavolo di Maxwell"; introdusse nella teoria cinetica la "distribuzione di Maxwell" e la "statistica di Maxwell-Boltzmann"; c'è il "numero di Maxwell".

Inoltre, ha scritto uno squisito studio sulla stabilità degli anelli di Saturno, per il quale è stato insignito di una medaglia accademica e dopo di che è diventato "il leader riconosciuto dei fisici matematici". dalla prima fotografia a colori al mondo allo sviluppo di un metodo per la rimozione radicale delle macchie di grasso dai vestiti

Maxwell ha scritto una serie di articoli per l'Enciclopedia Britannica, libri popolari:"Teoria del calore", "Materia e movimento", "Elettricità in una presentazione elementare", tradotta in russo.

È interessante che una delle forme di scrittura della seconda legge della termodinamica: dp / dt = JCM. Il lato sinistro di questa formula si trovava spesso nelle opere di Maxwell, lontano dalla fisica, come firma!

Ma la memoria principale di Maxwell, probabilmente l'unica persona nella storia della scienza, dopo la quale ci sono così tanti nomi, sono le "equazioni di Maxwell", "l'elettrodinamica di Maxwell", "la regola di Maxwell", "corrente di Maxwell" e, infine, - Maxwell - un flusso magnetico nel sistema CGS.

Lo sapevate?

Circa il piano inclinato

Indagando sul rotolamento della palla "da collina a collina", Galileo suggerì che, dicendo lingua moderna la velocità acquisita durante la discesa non dipende dalla conformazione del percorso lungo il quale si muove il corpo. Galileo, naturalmente, non sapeva che una tale situazione derivasse dalla legge di conservazione dell'energia, ma aveva un presentimento di questa legge e la applicava nei casi più semplici di un corpo che cade o si muove lungo un piano inclinato e negli esperimenti con un pendolo.

MAXWELL James Impiegato (Maxwell James impiegato) (13. VI.1831 - 5. XI.1879) - Fisico inglese, membro della Royal Society di Edimburgo (1855) e Londra (1861). R. a Edimburgo. Studiò a Edimburgo (1847-50) e Cambridge (1850-54) stivali di pelliccia alti. Alla fine di quest'ultimo, insegnò per un breve periodo al Trinity College, nel 1856 - 60 - professore all'Aberdeen University, nel 1860 - 65 - al King's College di Londra, dal 1871 - il primo professore di fisica sperimentale a Cambridge. Sotto la sua guida fu creato il famoso Cavendish Laboratory di Cambridge, che diresse fino alla fine della sua vita.

I lavori sono dedicati all'elettrodinamica, alla fisica molecolare, alla statistica generale, all'ottica, alla meccanica, alla teoria dell'elasticità. Maxwell ha dato il contributo più significativo alla fisica molecolare e all'elettrodinamica.
Nella teoria cinetica dei gas, di cui è uno dei fondatori, stabilì nel 1859 una legge statistica che descriveva la distribuzione delle molecole di gas sulle velocità (distribuzione di Maxwell). Nel 1866 diede una nuova derivazione della funzione di distribuzione della velocità delle molecole, basata sulla considerazione delle collisioni in avanti e all'indietro, sviluppò la teoria del trasporto in vista generale, dopo averlo applicato ai processi di diffusione, conducibilità termica e attrito interno, ha introdotto il concetto di tempo di rilassamento.
Nel 1867 il primo mostrò la natura statistica della seconda legge della termodinamica ("il demone di Maxwell"), nel 1878 introdusse il termine "meccanica statistica".

La più grande conquista scientifica di Maxwell è la teoria del campo elettromagnetico, da lui creata nel 1860-65, che ha formulato come un sistema di più equazioni (equazioni di Maxwell) che esprimono tutte le leggi fondamentali dei fenomeni elettromagnetici (le prime equazioni di campo differenziale furono scritte da Maxwell nel 1855 - 56). Nella sua teoria del campo elettromagnetico, Maxwell utilizzò (1861) un nuovo concetto - corrente di spostamento, diede (1864) una definizione del campo elettromagnetico e predisse (1865) un nuovo importante effetto: l'esistenza della radiazione elettromagnetica (onde elettromagnetiche) in spazio libero e la sua propagazione nello spazio alla velocità della luce... Quest'ultimo gli diede motivo di considerare (1865) la luce come uno dei tipi di radiazione elettromagnetica (l'idea della natura elettromagnetica della luce) e di rivelare la connessione tra fenomeni ottici ed elettromagnetici. Teoricamente calcolato la pressione della luce (1873). Stabilito il rapporto ε = n2 (1860).
Effetto pelle previsto Stewart - Tolman e Einstein - de Haas (1878).

Ha inoltre formulato un teorema nella teoria dell'elasticità (teorema di Maxwell), stabilito relazioni tra i principali parametri termofisici (relazioni termodinamiche di Maxwell), sviluppato la teoria della visione dei colori, studiato la stabilità degli anelli di Saturno, dimostrando che gli anelli non sono solidi o liquido, ma rappresentano uno sciame di meteoriti.
Ha progettato una serie di dispositivi.
Era un noto divulgatore della conoscenza fisica.
Pubblicò per la prima volta (1879) i manoscritti di G. Cavendish .

Composizioni:

Opere selezionate sulla teoria del campo elettromagnetico. - Casa editrice statale di letteratura tecnica e teorica. M., 1952 (Serie "Classici di scienze naturali).
Discorsi e articoli. Casa editrice statale di letteratura tecnica e teorica. M.-L., 1940 (Serie "Classici di scienze naturali).
Materia e movimento. - Izhevsk, Centro di ricerca "Dinamica regolare e caotica", 2001.
Trattato di elettricità e magnetismo. - M., Nauk, 1989 (Serie "Classici della scienza"). Volume 1. Volume 2.
Estratti dai lavori:

Letteratura:

V. Kartsev. Maxwell. La vita di persone meravigliose. Giovane guardia; Mosca; 1974

Film:

Molte pubblicazioni e riviste scientifiche hanno recentemente pubblicato articoli sui progressi della fisica e degli scienziati moderni, e raramente sono pubblicazioni su fisici del passato. Vorremmo correggere questa situazione e ricordare uno dei fisici eccezionali del secolo scorso, James Clerk Maxwell. Questo è un famoso fisico inglese, il padre dell'elettrodinamica classica, della fisica statistica e di molte altre teorie, formule fisiche e invenzioni. Maxwell divenne il creatore e il primo direttore del Cavendish Laboratory.

Come sapete, Maxwell è originario di Edimburgo ed è nato nel 1831 in una famiglia nobile, che aveva una parentela con il cognome scozzese Penicwick Clerks. Maxwell ha trascorso la sua infanzia nella tenuta di Glenlair. Gli antenati di James erano politici, poeti, musicisti e scienziati. Probabilmente, l'inclinazione per la scienza è stata ereditata da lui.

James è stato cresciuto senza madre (da quando è morta quando aveva 8 anni) da un padre che si prendeva cura del bambino. Papà voleva che suo figlio studiasse Scienze naturali... James si innamorò immediatamente della tecnologia e sviluppò rapidamente abilità pratiche. Il piccolo Maxwell prendeva le prime lezioni a casa con perseveranza, poiché non amava i duri metodi di educazione usati dall'insegnante. L'ulteriore formazione avvenne in una scuola aristocratica, dove il ragazzo mostrò grandi capacità matematiche. A Maxwell piaceva particolarmente la geometria.

Per molte persone fantastiche, la geometria sembrava una scienza straordinaria, e anche all'età di 12 anni parlava di un libro di testo di geometria come di un libro sacro. Maxwell amava la geometria così come altri luminari scientifici, ma aveva un pessimo rapporto con i suoi compagni di scuola. Hanno costantemente inventato soprannomi offensivi per lui, e uno dei motivi erano i suoi vestiti ridicoli. Il padre di Maxwell era considerato un eccentrico e comprava al figlio vestiti che lo facevano sorridere.

Maxwell ha mostrato grandi promesse nel campo della scienza da bambino. Nel 1814 fu mandato a studiare alla Edinburgh High School e nel 1846 gli fu assegnata la Medal of Merit in Mathematics. Suo padre era orgoglioso di suo figlio e gli è stata data l'opportunità di rappresentare uno dei lavori scientifici figlio davanti al consiglio dell'Accademia delle scienze di Edimburgo. Questo lavoro trattava di calcoli matematici di figure ellittiche. Quindi questo lavoro fu chiamato "Sul disegno di ovali e ovali con molti trucchi". Fu scritto nel 1846 e pubblicato al pubblico nel 1851.

Maxwell ha iniziato a studiare intensamente la fisica dopo il trasferimento all'Università di Edimburgo. Calland, Forbes e altri divennero i suoi insegnanti. Hanno subito visto in James un alto potenziale intellettuale e un desiderio irrefrenabile di studiare fisica. Prima di questo periodo, Maxwell ha affrontato alcune branche della fisica e ha studiato l'ottica (dedicava molto tempo alla polarizzazione della luce e agli anelli di Newton). In questo fu assistito dal famoso fisico William Nicole, che un tempo inventò il prisma.

Naturalmente, Maxwell non era estraneo ad altre scienze naturali e prestò particolare attenzione allo studio della filosofia, della storia della scienza e dell'estetica.

Nel 1850 entrò a Cambridge, dove un tempo lavorava Newton, e nel 1854 ricevette un diploma accademico. Successivamente, la sua ricerca ha toccato il campo dell'elettricità e degli impianti elettrici. E nel 1855 gli fu concesso di entrare a far parte del consiglio del Trinity College.

Il primo lavoro scientifico significativo di Maxwell è "Sulle linee di forza di Faraday", apparso nel 1855. Una volta, Boltzmann disse dell'articolo di Maxwell che questo lavoro ha un significato profondo e mostra con quanta determinazione il giovane scienziato si avvicini al lavoro scientifico. Boltzmann riteneva che Maxwell non solo capisse le questioni delle scienze naturali, ma offrisse anche un contributo speciale alla fisica teorica. Maxwell ha delineato nel suo articolo tutte le tendenze nell'evoluzione della fisica per i prossimi decenni. Più tardi, Kirchhoff, Mach e altri giunsero alla stessa conclusione.

Come si è formato il Laboratorio Cavendish?

Dopo aver completato i suoi studi a Cambridge, James Maxwell rimane qui come insegnante e nel 1860 diventa membro della Royal Society di Londra. Allo stesso tempo, si trasferì a Londra, dove gli fu assegnato l'incarico di capo del Dipartimento di Fisica del King College, Università di Londra. Ha lavorato in questa posizione per 5 anni.

Nel 1871 Maxwell tornò a Cambridge e creò il primo laboratorio in Inghilterra per la ricerca nel campo della fisica, che fu chiamato Cavendish Laboratory (in onore di Henry Cavendish). Maxwell dedicò il resto della sua vita allo sviluppo del laboratorio, che divenne un vero e proprio centro di ricerca scientifica.

Poco si sa della vita di Maxwell, poiché non teneva registri e diari. Era una persona modesta e timida. Maxwell è morto all'età di 48 anni di cancro.

Quale patrimonio scientifico James Maxwell?

L'attività scientifica di Maxwell ha coperto molte aree della fisica: la teoria dei fenomeni elettromagnetici, la teoria cinematica dei gas, l'ottica, la teoria dell'elasticità e altre. La prima cosa che ha interessato James Maxwell è stato lo studio e la conduzione di ricerche sulla fisiologia e la fisica della visione dei colori.

Per la prima volta Maxwell è riuscito ad ottenere un'immagine a colori, ottenuta grazie alla proiezione simultanea delle gamme rosso, verde e blu. Con questo, Maxwell ha dimostrato ancora una volta al mondo che l'immagine a colori della visione si basa sulla teoria dei tre componenti. Questa scoperta ha segnato l'inizio della creazione di fotografie a colori. Nel periodo dal 1857 al 1859, Maxwell fu in grado di studiare la stabilità degli anelli di Saturno. La sua teoria dice che gli anelli di Saturno saranno stabili solo a una condizione: la disconnessione tra particelle o corpi.

Dal 1855, Maxwell ha prestato particolare attenzione al lavoro nel campo dell'elettrodinamica. Esistono diversi lavori scientifici di questo periodo "Sulle linee di forza di Faraday", "Sulle linee di forza fisiche", "Trattato sull'elettricità e sul magnetismo" e "Teoria dinamica del campo elettromagnetico".

Maxwell e la teoria del campo elettromagnetico.

Quando Maxwell iniziò a studiare i fenomeni elettrici e magnetici, molti di loro erano già ben studiati. È stata creata Legge di Coulomb, Legge di Ampere, è stato anche dimostrato che le interazioni magnetiche sono legate all'azione delle cariche elettriche. Molti scienziati di quel tempo erano sostenitori della teoria dell'azione a distanza, che afferma che l'interazione avviene istantaneamente e nello spazio vuoto.

Il ruolo principale nella teoria dell'azione a corto raggio è stato svolto dalla ricerca di Michael Faraday (anni '30 del XIX secolo). Faraday ha sostenuto che la natura di una carica elettrica si basa sul campo elettrico circostante. Il campo di una carica è connesso con quello vicino in due direzioni. Le correnti interagiscono con un campo magnetico. Secondo Faraday, i campi magnetici ed elettrici sono descritti da lui sotto forma di linee di forza, che sono linee elastiche in un mezzo ipotetico - nell'etere.

Maxwell sostenne la teoria di Faraday sull'esistenza dei campi elettromagnetici, cioè era un sostenitore dei processi emergenti intorno alla carica e alla corrente.

Maxwell ha spiegato le idee di Faraday in una forma matematica, che era molto necessaria alla fisica. Con l'introduzione del concetto di campo, le leggi di Coulomb e di Ampere sono diventate più convincenti e profondamente significative. Nel concetto di induzione elettromagnetica, Maxwell ha potuto considerare le proprietà del campo stesso. Sotto l'azione di un campo magnetico alternato, nello spazio vuoto si genera un campo elettrico con linee di forza chiuse. Questo fenomeno è chiamato campo elettrico a vortice.

La successiva scoperta di Maxwell fu che un campo elettrico alternato può generare un campo magnetico, simile al solito corrente elettrica... Questa teoria è stata chiamata l'ipotesi della corrente di spostamento. Più tardi, Maxwell ha espresso il comportamento dei campi elettromagnetici nelle sue equazioni.

Riferimento. Le equazioni di Maxwell sono equazioni che descrivono fenomeni elettromagnetici in vari mezzi e nello spazio vuoto, e si riferiscono anche all'elettrodinamica macroscopica classica. Questa è una conclusione logica tratta da esperimenti basati sulle leggi dei fenomeni elettrici e magnetici.
La conclusione principale delle equazioni di Maxwell è la finitezza della propagazione delle interazioni elettriche e magnetiche, che delimitava la teoria dell'azione a corto raggio e la teoria dell'azione a lungo raggio. Le caratteristiche della velocità si avvicinavano alla velocità della luce 300.000 km / s. Ciò diede a Maxwell una ragione per affermare che la luce è un fenomeno associato all'azione delle onde elettromagnetiche.

Teoria cinetica molecolare dei gas di Maxwell.

Maxwell ha contribuito allo studio della teoria cinetica molecolare (ora questa scienza si chiama meccanica statistica). Maxwell ha avuto per primo l'idea della natura statistica delle leggi della natura. Creò la legge della distribuzione della velocità molecolare e riuscì anche a calcolare la viscosità dei gas in relazione ai parametri di velocità e al percorso libero medio delle molecole di gas. Inoltre, grazie al lavoro di Maxwell, abbiamo una serie di relazioni della termodinamica.

Riferimento. La distribuzione di Maxwell è una teoria della distribuzione della velocità delle molecole in un sistema in condizioni di equilibrio termodinamico. L'equilibrio termodinamico è una condizione per il moto traslatorio delle molecole descritto dalle leggi della dinamica classica.

Maxwell ne aveva molti articoli scientifici, che sono stati pubblicati: "Teoria del calore", "Materia e movimento", "L'elettricità in una presentazione elementare" e altri. Maxwell non solo spostò la scienza durante il periodo, ma era anche interessato alla sua storia. Un tempo è riuscito a pubblicare le opere di G. Cavendish, che ha integrato con i suoi commenti.

In che modo il mondo ricorda James Clerk Maxwell?

Maxwell era attivo nello studio dei campi elettromagnetici. La sua teoria della loro esistenza ha ricevuto riconoscimenti in tutto il mondo solo un decennio dopo la sua morte.

Maxwell fu il primo a classificare la materia e ad assegnare a ciascuna di esse le proprie leggi, che non si riducevano alle leggi della meccanica newtoniana.

Molti scienziati hanno scritto di Maxwell. Il fisico R. Feynman disse di lui che Maxwell, che scoprì le leggi dell'elettrodinamica, guardò nel futuro attraverso i secoli.

Epilogo. James Clerk Maxwell morì il 5 novembre 1879 a Cambridge. Fu sepolto in un piccolo villaggio scozzese vicino alla sua amata chiesa, non lontano dalla tenuta di famiglia.